1 –полиморфное превращение чистого металла; 2 – полиморфное превращение твердого раствора γ-астаб (например, β→α в Сu-Zn); 3 – полиморфное превращение твердого раствора γ-амет (например, аустенит – мартенсит в Fe-С); 4 – превращение твердого раствора в интерметаллидную фазу (например, упорядочение а-а, в Сu-Au)
Рисунок 111 – Возможные случаи массивного превращения
Превращения такого типа обнаруживают характерные черты превращений с зародышем и ростом и требуют термических активаций. Кристаллы начальной фазы зарождаются на границах зерен или на несовершенствах и в предельных случаях не когерентны с окружающей матрицей.
Для реализации массивных превращений требуется определенная кристаллизация переохлаждения и скорости роста. Скорость охлаждения должна быть достаточно высока для предотвращения возможного равновесного распада (на две отдельные фазы), но не настолько высока, чтобы вызвать превращение мартенситного типа. Таким образом, массивное превращение является промежуточным между равновесным и мартенситным превращением.
Превращения, не требующие перераспределения концентраций, происходят в чистых компонентах, в химических соединениях стехиометрического состава и в монотектоидных сплавах; однако можно показать термодинамическую (т.е. не связанную с затрудненностью диффузии и т. д.) возможность бездиффузионного превращения твердых растворов.
Термодинамическое обоснование возможности бездиффузионного образования новой фазы должно означать только одно: рост новой фазы состав которой соответствyeт исходной (маточной) фазе, происходит с понижением свободной энергии. При решении этого вопроса в принципе можно не рассматривать процесс зарождения и не учитывать других составляющих в выражении для свободной энергии сплава, кроме объемной (или химической) энергии. Можно также считать несущественным, является ли данная фаза окончательным продуктом превращения, вполне равновесным, и существуют ли другие фазовые состояния и пути перехода сплава в стабильное состояния. Очевидно только, что если имеется путь реакции, не требующий перемещения атомов на большие расстояния, то в условиях затрудненной диффузии этот путь будет реализоваться.
Хотя первоначальное значение термина «массивный» относилось к микроструктуре, во многих случаях структура после превращения массивного характера может не иметь характерных черт. Это объясняется процессами полигонизации и рекристаллизации, меняющими вид микроструктуры, а также развитием диффузионных процессов в ходе превращения. Развитие диффузионных процессов может привести к остановке массивного превращения.
5.3.2 Теория мартенситных превращений
Кристаллографическая теория мартенситного превращения.
Следствием и одновременно условием кооперативного движения атомов является закономерная связь или «когерентность» решеток исходной и растущей фаз на фронте превращения – границе раздела. На этом положении, впервые сформулированном Г. В. Курдюмовым, основана современная теория мартенситных превращений. В классической работе Г. В. Курдюмова и Г. Закса (1930 г.) при исследовании закаленной стали была установлена закономерная связь между ориентировками кристаллической решетки мартенсита и решеткой исходной фазы – аустенита. Это позволило рассматривать превращение как деформацию решетки аустенита. В дальнейшем (в 50-х годах) была разработана кристаллографическая (феноменологическая) теория мартенситных превращений, на основании которой, зная кристаллические структуры исходной и конечной фаз, можно предсказать ориентационные соотношения между решетками обеих фаз, габитусные плоскости мартенситных кристаллов и макроскопическую деформацию превращенного объема. Эта теория рассматривает изменение кристаллической структуры как результат деформации решетки с инвариантной плоскостью.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.